坩堝開口與閉口形態區別及物理化學穩定性介紹

 

開口坩堝內玻璃液與火焰直接接觸，玻璃液溫度較高，熔化玻璃較迅速，目前多用于單坩堝窯熔制光學玻璃、激光玻璃等。而換熱式多坩堝窯則常用閉口坩堝。閉口坩堝內玻璃液不與火焰接觸，是由火焰放熱通過坩堝壁傳遞給玻璃液，玻璃液溫度與火焰溫度相差100℃以上，因而熔化溫度的提高受到一定限制，熔化慢，產量小。但用閉口坩堝時，同窯坩堝之間互不干擾，每一坩堝可以單獨控制，比較靈活。同時，不受氣氛的影響，適宜用來熔化鉛玻璃、顏色玻璃等。

 

閉口坩堝的水平斷面有橢圓形(俗稱長底坩堝)和圓形(俗稱圓底坩堝)兩種。長底坩堝可以提高窯底面積的利用率，增大坩堝容量，提高玻璃液利用率，但制造困難，堅固性較差，兩側下部易開裂。圓底坩堝則反之。由于操作習慣和長底坩堝的點，目前較普遍采用的是長底坩堝。

 

坩堝不能太高，以保證上下溫差不致過大。坩堝的大小以容量(L)計。閉口坩堝大的為110L,小的為6L;開口坩堝大的為300L，個別的達500L。

坩堝內熔化的玻璃液不可能全部用于成形。這是因為液面上的臟玻璃液要刮去，未熔化好的或是與成形黏度不符的玻璃液要挖去，還有一部分玻璃液粘在坩堝壁和留于底部未能利用以及成形時損失等。所以實際用于成形的玻璃液量較坩堝內熔化好的玻璃液量要少，兩者之比稱為玻璃液的利用率(俗稱得料率)。

得料率=(坩堝內熔化好的玻璃液量-刮料量-挖料量-留料-鐵桿頭子料-甏口玻璃絲量)/坩堝內熔化好的玻璃液量

玻璃液的利用率與窯結構、坩堝形狀與質量、玻璃質黿要求、熔制難易以及操作條件等因素有關。一般玻璃液的利用率為50%?75%，技術玻璃為20%?40%。根據玻璃液的利用率和成形所需的玻璃液量，就可初步確定所用坩堝的大小。

制造開口坩堝所用的原料要求較高，除選用質耐火黏土外，還經常摻加高鋁礬土，有時選用其他材質或在坩堝表面涂上耐蝕層。

閉口坩堝的原料大半系黏土質，質量較差。目前坩堝壽命長不超過30天，一般在20~30天，短的不到10天。造成坩堝損壞的主要問題是窯孔和腰裂。坩堝壽命短，不但影響玻璃的產量、質量和產品成本，而且更換損壞的坩堝大大加重了勞動強度。

 

坩堝材料的物理化學穩定性

在高溫和高真空的共同作用下，坩堝、鋼液、爐渣、氣相之間會發生各種物化反應。反應的結果將導致坩堝材料被侵蝕;鋼液被污染;鋼的化學成分發生變化。因此，要求坩堝材料應具有良好的抗渣性、氧化還原的穩定性。

1、坩堝材料的抗渣性

在非真空感應爐冶煉(以后均稱為感應爐冶煉)時，坩堝材料的抗爐渣化學侵蝕性能是相當重要的。坩堝材料的堿度應同爐渣的堿度接近。其堿度水平越接近，化學侵蝕越弱。兩者堿度差大時，坩堝容易被侵蝕。坩堝沿渣線侵蝕是造成坩堝損壞的原因之一。

氧化鈣坩堝具有好的抗堿性渣侵蝕的性能，其次是氧化鎂坩堝，尖晶石坩堝差。在選用坩堝材料時應注意抗渣性。例如，采用中性渣冶煉時，應選擇富鋁尖晶材料的坩堝;采用強堿性渣冶煉時，應選用富鎂尖晶石或氧化鎂、氧化鈣材料的坩堝。

2、坩堝材料的抗鋼液化學侵蝕性

當冶煉的鋼液中含有C、Al、Ti、Zr、B、RE等合金元素時，在高溫和高真空下這些元素同坩堝材料之間會發生反應。這些元素會把坩堝材料中的不穩定氧化物如Si02、Fe203、Al2O3等還原，有時還能將Zr02、B203還原，從而使坩堝遭受化學侵蝕。

在髙溫和高真空下碳對坩堝材料的化學侵蝕也是相當嚴重的。真空下碳對不同坩堝材料的化學侵蝕情況，從表中數據可知，坩堝材料對碳的穩定性依次減弱的順序為CaO、ZrO2、Al2O3、SiO2。

 

關于坩堝開口與閉口形態區別及物理化學穩定性就介紹到這里，希望大家對坩堝有進一步的了解。